【OPA388】ADC前端应用实战：采用OPA388做ADC前端的电压跟随

ylyfxzsx

【OPA388】ADC前端应用实战：采用OPA388做ADC前端的电压跟随 [复制链接]

 

  首先看下这个芯片的PDF参数，满满的都是亮点啊,简直是给ADC和DAC芯片打造的绝配了，^_^

• 超低偏移电压：±0.25μV• 零漂移：±0.005μV/°C• 零交叉：140dB CMRR 实际 RRIO• 低噪声：1kHz 时为 7.0nV/√Hz• 无 1/f 噪声：140nVPP（0.1Hz 至 10Hz）• 快速稳定：2μs（1V 至 0.01%）• 增益带宽：10MHz• 单电源：2.5V 至 5.5V• 双电源：±1.25V 至 ±2.75V• 真实轨到轨输入和输出

  开箱的图片我就不拍了，看到论坛有这个新品的试用活动，瞄了一眼参数就忍不住心动了，本来我是打算应用到我的产品上的，不过周末和"春风"大湿在公园漫步闲聊时，他看了OPA388这个运放的参数后说我用在16bit的ADC上浪费了，不过是骡子是马，牵出来溜溜才知道。

  为此呢，我就打算专门画个测试的板子的来进行DEMO了，打样需要时间，新买的高位台表也还在路上，今天的帖子先写一点，持续更新吧，作为一名业余的电子爱好者，水平不是很高，如有误人子弟之嫌，欢迎拍砖指点，共同进步。

  那么这个评测，我就打算2款ADC来进行实际测试，一是MicrChip的MCP3421，二是凌特的24bit LTC2412，大家一起拭目以待，这个测试呢，我是打算应用在ADC采集前端作为一个电压跟随器使用，那么有的童鞋会问

  为什么ADC前端要使用一个运放做电压跟随器呢，测电压直接俩电阻一串分压不完事儿了嘛，简单应用的消费类电子这样做是可以接受的，如果工业领域要求稳定，采集的精度又有要求，那么这么使用系不行的，为森么不行呢，为什么要加个运放做前端，下面就说道说道：

  ADC前端使用运放做电压跟随器，简单来理解:一是可以提高输入阻抗，二是可以降低输出阻抗,三是也能起一定隔离作用

  电压跟随器是用一个三极管构成的共集电路，它的电压增益是一，所以叫做电压跟随器。

  那么电压跟随有什么作用呢？因为电压跟随器是共集电极电路，信号从基极输入，射极输出，故又称射极输出器,其基极电压与集电极电压相位相同，即输入电压与输出电压同相。

  共集电路还有个特点就是输入高阻抗，输出低阻抗， 这就使得它在电路中可以起到阻抗匹配的作用，能够使得后一级的放大电路更好的工作。

  总结一下电压跟随器电路的特点是：高输入电阻、低输出电阻、电压增益近似为1，甚至你可以极端一点去理解，当输入阻抗很高时，就相当于对前级电路开路，当输出阻抗很低时，对后级电路就 相当于一个恒压源，即输出电压不受后级电路阻抗影响。一个对前级电路相当于开路，输出电压又不受后级阻抗影响的电路当然具备隔离作用，即使前、后级电路之 间互不影响。

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------  

  那么上面聊了那么多，就是让大家弄明白为什么ADC前端要加个运放作为电压跟随的必要性了，除了ADC芯片，那些带ADC的MCU 譬如现在很火的STM32之流其实它们的ADC输入阻抗都不是很大的，如果不加的话，很有可能造成采集的数据不准或是指标达不到要求。

  那么加个运放做跟随，也要考虑的很周全，不是胡乱采用一个运放加上去就完事了，电路的电源电压，采集参数，采集精度，采集速度，带宽增益，误差等都要考虑进去的，特别是这个运放是加在ADC前端的，可以说，运放的性能的优劣直接影响ADC的采集精度了。

  在此可以先阅读来自TI社区的一篇文章

  

  

  电压采集原电路设计:

  采用OPA388后的电路设计:

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

  接下来，来讨论下电路设计的几个关键参数，先来看下ADC和OPA388的匹配度，对它们的参数进行一个比较。

  电源电压:二个芯片工作的电源是放在首位考虑的，直接决定我是否采用。在我的理想中运放能和ADC的工作电源电压一致最好，免得我额外去设计供电线路。其次呢，这是一个电压采集电路，而我也不打算测量负电压，所以呢，ADC采用的单电源供电，那么如果运放也能用单电源供电的话，那是最好不过得了，好了，想法就是这么多，那么接下来，看看它们各自工作的电源范围：

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ADC的工作电源范围

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

OPA388的工作电源范围(POWER)

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

很明显，灰常合适。

  失调误差(VOS)

  我的理解是运放的失调电压必须比ADC的要小，否则还没轮到ADC呢，电压都已经不知道飘哪里去了，ADC再好也是白搭，输入的电压都是不正常的嘛，ADC也不用干活儿了，通过比较，OPA388甩开3421一大截.

ADC的失调电压：15-40μV   OPA388: 5-7.5μV

再一个就是运放的带宽了，只有当ADC采样输入信号的时间间隔大于最差情况下放大器的建立时间时，才能保证转换结果的精度。这种选择需要在噪声、失真和建立时间等参数之间进行折衷考虑。

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

带宽达到10M,很好很强大，

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------综合评估，自己画板太麻烦，懒下手脚，直接万能的某宝买了万能板和转接板，然后新买的台表也到了，等材料到齐，基本可以开工
我这次呢主要就是验证下OPA388的轨到轨输入输出，作为ADC的前端会不会影响我的采集精度，理论就不说了，都会看PDF，看看实际测量的值和理论值是不是一致。


  
此内容由EEWORLD论坛网友ylyfxzsx原创，如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处

soso

哇  等待后续